计算机建模与仿真第8章-newppt课件.ppt

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1、第八章MATLAB在自动控制原理中的应用8.1控制工具箱中的LTI对象8.2动态特性和时域分析函数8.3系统的频域分析函数8.1控制工具箱中的LTI对象LTI子对象、模型的建立与转换LTI的参数转换系统的组合与联接信号流图求系统函数连续系统和采样系统之间的变换典型函数的生成MATLAB控制系统工具箱中规定的LTI对象，包含了以下三种子对象：tf对象:描述传递函数模型zpk对象:描述零极增益模型ss对象:描述状态空间模型8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换三种子对象的共同属性：采样周期Ts：Ts=0或默认时表示系统为连续时间系统Ts=-1表示系

2、统是离散系统，但它的采样周期未定。输入时延Td：仅对连续时间系统有效，其值由时延数组组成，默认表示无输入时延。输入变量名InputName和输出变量名OutputName：用户定义系统输入输出的名称，可默认。8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：传递函数模型：在Matlab中，可以利用分别定义的传递函数分子、分母多项式对其加以描述。num=[c1,c2,…,cn-1,cn]den=[1,a1,a2,…,an-1,an]注意：它们都是按s的降幂进行排列的sys=tf(num,den)8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子

3、对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：例：已知系统传递函数为：试在Matlab中将上述传递函数模型表示出来。>>num=[2,9];>>den=[13246];>>sys1=tf(num,den)Transferfunction:2s+9-----------------------------s^4+3s^3+2s^2+4s+68.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：例：对前述模型进行修改>>num=[2,9];>>den=[13246];>>sys1=tf(num,den,0.1,'inputname','电流','

4、outputname','电压')Transferfunctionfrominput"电流"tooutput"电压":2z+9-----------------------------z^4+3z^3+2z^2+4z+6Samplingtime:0.1紧跟基本变元的第一个不加属性名称的变元表示采样周期，模型变为离散系统8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：例：对前述模型进行修改>>num=[2,9];>>den=[13246];>>sys1=tf(num,den,'td',0.1,'inputname','电流','outp

5、utname','电压')Transferfunctionfrominput"电流"tooutput"电压":2s+9exp(-0.1*s)*-----------------------------s^4+3s^3+2s^2+4s+68.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：零极点增益模型：式中：K为系统增益，zi为零点，pj为极点在MATLAB中，零极点增益模型用[z,p,K]矢量组表示。即：z=[z1,z2,…,zm]p=[p1,p2,...,pn]K=[k]sys=zpk(z,p,K)8.1控制工具箱中的LTI对象——

6、LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：例：>>z=[234];>>p=[12];>>k=2;>>sys2=zpk(z,p,k)Zero/pole/gain:2(s-2)(s-3)(s-4)-------------------(s-1)(s-2)8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：状态空间模型：在MATLAB中，系统状态空间用（A,B,C,D)矩阵组表示。表达式如下：sys=ss(A,B,C,D)8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象、模型的建立与转换8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI子对象

7、、模型的建立与转换特有的属性及模型建立：例：已知一状态方程如下：解：系统为单输入、单输出系统>>A=[16910;31268;47911;5121314];>>B=[4;2;2;1];>>C=[0021];>>D=zeros(1,1);>>sys3=ss(A,B,C,D)注意：模型可以互相转换>>cdhs=tf(sys3)>>ljzy=zpk(sys3)8.1控制工具箱中的LTI对象——LTI的参数转换MATLAB的控制系统工具箱提供了方便的LTI模型转换命令：dssdata：获得转换后的离散系统状态空间ssda